Бақылау сұрақтары:

1. Гранулометриялық элементтер жеке фракцияларының топырақ қасиеттеріне ықпалы қандай ?

2. Қандай фракциялардың ылғалды ұстауы, су өткізгіштігі, коагуляцияға қабілеттілігі, топырақта жүретін құрылым түзілу, физико-химиялық процесстерге қатысуы жақсы ?

3. Топырақ гранулометриялық құрамы классификациясы қандай бөлшектер мөлшерімен анықталады ?

4. Топырақтар мен жыныстардың гранулометриялық құрамы зертханалық жағдайда және танап басында қандай жолдармен анықталады ?

IV тарау. Топырақтардың құрам бөліктері және олардың қасиеттері топырақтар мен топырақ түзуші жыныстардың химиялық құрамы

Жұмыс мақсаты: Топырақ минералдарымен танысу.

Тапсырма.

1. Минералдардың морфологиялық белгілерін және физикалық қасиеттерін зерттеу.

2. Тау жыныстарын түзуші минералдарды және агрорудаларды ажырату және минералдардың кейбір қасиеттерін сипаттау.

Қажетті құралдар мен материалдар: Алғашқы және туынды минералдардың коллекциясы.

Тапсырмаға түсініктеме.

Топырақтың минералды бөлігі тау жыныстары мен жер қыртысы беткі бөлігі минералдарының әртүрлі түрленулері нәтижесінде қалыптасқан. Жер қыртысының негізгі элементтері оттегі, кремний, аллюминий және темір - 88,7 % құрайды. Олардың топырақтағы мөлшері де сол шамады (92,9%), яғни жер қыртысы мен топырақ минералды бөлігінің құрамы жуықтас (13-кесте). Айырмашылық 4,2 %, осы 4 элементтің құрамына абсолюдтік көзқараспен бұл айырмашылық елеусіз.

13-кесте  Литосфера мен топырақтағы химиялық элементтер мөлшері % (А.П. Виноградов)

Элемент	Литосфера	Топырақ	Элемент	сы	Топырақ
O	47,2	49,0	Mg	2,10	0,63
Si	27,6	33,0	C	0,10	2,00
Al	8,8	7,13	S	0,09	0,085
Fe	5,1	3,80	P	0,08	0,08
Ca	3,6	1,37	Cl	0,045	0,01
Na	2,64	0,63	Mn	0,09	0,085
K	2,60	1,36	N	0,01	0,10

Бірақ берілген мәліметтер құрамындағы ұқсастықты ғана емес терең айырмашылықты да көрсетеді. Тірі ағзалар ықпалымен жер қыртысымен салыстырғанда, топырақтағы көміртек 20 азот мөлшері 10 есе ұлғайды. Бұл өсімдік биологиялық маңызды элементтер құрамының артуына ықпал ететіндігін дәлелдейді. Бірақ бұл процесс табиғатта өте баяу жүреді. Тыңайтқыштар және дұрыс құрылған агротехника көмегімен бұл процесті тездетуге болады.

Химиялық элементтер топырақта әртүрлі қосылыстар түрінде болады.

Оттегі көптеген бастапқы және туынды минералдардың құрамына кіреді, органикалық заттар мен судың негізгі элементтерінің бірі.

Кремний. Топырақта кең таралған кремний қосылысы  кварц (SiO₂). Кремний силикаттардың құрамына да кіреді.

Алюминий. Топырақта органо-минералды кешендер түрінде бастапқы, туынды минералдардың құрамында және сіңірілген күйінде (қышқыл топырақтарда) болады.

Темір. Топырақта бастапқы және туынды минерал-силикаттар құрамында, гидрототықтар мен тотықтар, қарапайым тұздар түрінде, сіңірілген күйінде, сонымен қатар органо-минералды кешендер құрамында кездеседі.

Азот. А.П.Виноградов мәліметі бойынша азоттың жер қыртысындағы мөлшері 2,3*10^-2 салмақтық процентті құрайды, жалпы қоры ондаған миллиард тоннаны құрайды. Топырақтағы азоттың негізгі бөлігі күрделі органикалық қосылыстар түрінде біраз мөлшері алюмосиликатық минералдардың кристалл торшаларында аммоний иондары түрінде бекиді. Жырту қабатында (0-25 см) азот мөлшері үлкен аралықта ауытқиды. Орташа топырақ массасының 0,1 процентін құрайды.

Өсімдіктер жалпы азоттың суда еритін амидтер және аминқышқылдары түріндегі аз мөлшерін шамамен 1% ғана сіңіреді. Сондықтан өсімдіктің азотпен қамтамасыз етілуі минерализация жылдамдығына тәуелді.

Фосфор топырақта органикалық минералды қосылыстар түрінде болады. Органикалық фосфор фитин, нуклейн қышқылдары, нуклепротейдтер, фосфатидтер түрінде, минералды фосфор ортофосфор қышқылының кальций, магний, темір мен алюминий тұздары түрінде болады. Фосфор топырақта апатит, фосфорит пен вивианит құрамына кіреді, сонымен қатар фосфат-анион түрінде сіңірілген күйінде болады. Апатит көптеген магматикалық жыныстарда болады және жер қыртысындағы фосфордың 95  құрайды.

Күкірт топырақта сульфат, сульфиттер түрінде және органикалық зат құрамында болады. Органикалық заттар ыдырағанда, сульфиттер тотыққанда сулфаттар түзіледі. Сульфаттар, әсіресе калий, натрий, магний сульфаттары суда жақсы ериді, SО₄ түрінде топырақтармен нашар сіңіріледі және оларда құрғақ климат жағдайында ғана жиналуы мүмкін.

Калий негізінен топырақтың минералды бөлігінде болады. Калий топырақта: 1) бастапқы және туынды минералдардың кристалл торшаларында болады (оның негізгі бөлігі); 2) коллоид бөлшектерде алмасатын және алмаспайтын күйде сіңірілген (едеуір бөлігі); 3) шірінді тамыр қалдықтары мен микроағзалар құрамында; 4) топырақ ерітіндісінің минералды тұздары ретінде (карбонаттар, нитраттар, хлоридтер және т.б.), бұл жалпы қордың өте аз бөлігін құрайды.

Кальций мен магний топырақта минералдардың кристал торшаларында, алмаса-сіңген күйде және қарапайым тұздар түрінде болады.

Микроэлементтер. Топырақтағы микроэлементтер мөлшері бастапқы топырақ түзуші жыныстардағы мөлшерімен және топырақ түзілу процесінің олардың таралуына ықпалымен анықталады. Гумус аккумулятивтік процесс қарқынды жүргенде олар топырақтың беткі қабатында жиналады; элювиальды процестер қарқынды дамығанда топырақтың беткі қабатында олардың мөлшері аз болады.

Топырақ радиоактивтілігі. Топырақ радиоактивтілігі құрамында радиоактивті элементтер болуына байланысты. Табиғи және жасанды радиоактивтілікті бөледі.

Табиғи радиоактивтілікті топырақтар мен жыныстар құрамында әрдайым әртүрлі мөлшерде болатын табиғи радиоактивті элементтер тудырады.

Жасанды радиоактивтілік атомдық термоядролық жарылыстар кезінде, атомдық өнеркәсіп қалдықтары түрінде немесе атом станцияларындағы апаттар кезінде түзіліп топыраққа енеді. Атомдық жарылыстар кезінде түзілген радиоактивті заттар ауа ағыстарымен үлкен қашықтықтарға жылжып біртіндеп қонып, жасанды радиоизатоптар топырақтар мен табиғый суларды ластауы мүмкін.